Espejo actual de Cascode de alto swing

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Actualmente estoy tratando con espejos actuales y me encontré con el circuito que se muestra a continuación, un espejo de corriente de Cascode High Swing. Leí que esta implementación, como su nombre indica, tiene la ventaja de un margen de alto voltaje, ya que el potencial mínimo en el terminal de drenaje de M4 es: $$ V_ {D4 \ _min} = V_ {DS4} + V_ {DS2} = (V_ {GS4} -V_ {TH}) + (V_ {GS2} -V_ {TH}) $$ Por lo tanto, el potencial de drenaje en M4 solo necesita ser el doble del voltaje de saturación, en el caso de las mismas dimensiones del transistor, para mantener M2 y M4 en saturación. Pero, ¿no se puede decir esto para muchos otros espejos de corriente de código, ya que ese comportamiento simplemente ocurre al "apilar" dos transistores (M2 y M4)? Además, ¿por qué hay una conexión desde la puerta de M1 al drenaje de M3? Me cuesta entender lo que está pasando en este circuito, la ayuda es muy apreciada.

EDITAR:UnafuentedetensióndepolarizaciónestableceelpotencialenlapuertadeM3/4.Losentimos,nosemuestraenelcircuito.

EDIT2:AcabodeleerquelatensióndepolarizaciónmencionadaseimplementamedianteunMOSFETenlaconfiguracióndediodo, como aquí . Para mayor discusión, llamémoslo M5.

    
pregunta Daiz

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Sabemos que la condición para la saturación es Vds > = Vgs - Vt o Vd > = Vg - Vt (1) o Vg < = Vd + Vt; Por lo tanto, la compuerta de M3 / M4 tiene un voltaje de Vg3,4 = Vd_min + Vt (suponiendo que Vk tiene la misma dimensión que el resto del MOSFET).

Ahora llegando a la puerta de M1 / M2. Para esto tendríamos que conocer el voltaje de drenaje de M3 porque está conectado a M1. Deje que la tensión en el drenaje de M3 = Vx, ya que el drenaje de M3 está conectado a la compuerta de M1, de acuerdo con (1) el drenaje de M1 = Vx-Vt. Esto significa que solo Vt se puede colocar a través de Vds3 para mantener M1 en saturación . Esto hace que M3 actúe como si estuviera conectado a un diodo virtual porque Vg3 = Vd3 = Vd_min + Vt. Este paso de Vt a través de M3 deja a V_dmin a través de M1 colocándolo de manera suficiente en saturación.

Ahora sabemos todos los voltajes del MOSFET en el lado izquierdo, ya que el par M3 M4 y el par M1 M2 son espejos de corriente, la misma corriente fluye a través de ellos y, por lo tanto, Vgs4 = Vgs3. Como el Vg3,4 está fijo, la fuente M3,4 debería estar en V_dmin. Así que V_dmin se coloca en M2 para mantenerlo en saturación también. Así que ahora para el drenaje de M4 de acuerdo con (1) mantener M4 solo en saturación Vd4 debe ser al menos = Vg4-Vt = Vd_min. Pero para mantener tanto M4 como M2 en saturación, Vd4 debe ser al menos = 2Vd_min. Esto mejora la oscilación en un margen de Vt en comparación con una estructura de código de caja normal que tiene un V_minimum de 2Vd_min + Vt.

    
respondido por el Bhuvanesh Narayanan

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